Zuhair, Zuhair (2020) Optimasi Daya Transmisi pada Pendulum Terbalik Beroda dengan Kontrol Linear Quadratic Gaussian (LQG) Melalui Kanal Nirkabel. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Preview |
Text
06111640000112-Undergraduate_Thesis.pdf Download (2MB) | Preview |
Abstract
Pada kontrol melalui jaringan nirkabel, dibutuhkan daya transmisi untuk mengirim data baca sensor dari plant ke pengontrol. Tingkat kesuksesan pengiriman data (PSR) merupakan faktor penting penentu performa kontrol, dan berbanding lurus dengan daya transmisi yang digunakan. Oleh karena itu, semakin baik performa kontrol, semakin tinggi pula daya transmisi yang dibutuhkan. Namun, wireless sensor node (WSN) yang terpasang pada plant pada umumnya memiliki sumber daya yang terbatas. Agar WSN dapat menghemat daya dan menjaga performa kontrol, optimasi daya transmisi dibutuhkan. Mekanisme optimasi daya transmisi diuji pada plant berupa pendulum terbalik beroda dengan WSN yang mengirimkan data baca sensor ke pengontrol melalui kanal nirkabel dengan noise Gaussian. Gabungan dari Kalman filter dan Linear Quadratic Regulator (LQR), dikenal sebagai Linear Quadratic Gaussian (LQG), digunakan untuk mendapatkan estimasi state dan kontrol optimal. Selain itu, digunakan power scheduler (PS) optimal untuk meminimumkan daya transmisi dengan tetap menjaga performa kontrol. Algoritma aproksimasi digunakan untuk mempermudah simulasi pemrograman dinamis yang digunakan pada PS. Hasil dari penelitian ini adalah daya transmisi yang dibutuhkan terkait perubahan jarak antara WSN-pengontrol dan waktu sleep mode adalah minimum, dengan tetap menjaga plant stabil di sekitar kondisi acuan.
================================================================================================================================
In a wireless networked control system (W-NCS), power is required to transmit sensor reading to the controller. It should be noted that the packet success rate (PSR) is an essential factor in control performance, and PSR is directly proportional to transmission power. Hence it requires much power to have perfect control performance. However, in most cases in wireless sensor network scenarios, each node is attached to a limited power battery; therefore, the scheme that can harvest the energy while maintaining control performance is needed. In this study, such a scheme is tested on a wheeled inverted pendulum that is attached by the transmitter, which transmits the sensor data through a lossy wireless channel. The combination of Kalman filter and Linear Quadratic Regulator (LQR) that is known as Linear Quadratic Gaussian is used as the backbone of the scheme to estimate the state and decide the optimal control. In addition, the optimal power scheduler is introduced to minimized power usage while maintaining control performance. The approximate approach is applied to ease the computing cost of dynamic programming that is used in the optimal power scheduler. The results showed that the scheme worked perfectly, wherein power usage is low, and the stability of the dynamic system is well maintained.
Actions (login required)
 |
View Item |